Sydney, fin juin 2019. L’équipe LyonTech avait remporté, l’année dernière, la 5^e place. Cette année, ce sont deux marches de plus grimpées sur le podium de la RoboCup@Home Social Standard Platform League. Benoit Renault (doctorant INSA/CITI) et Vincent Le Doze (ingénieur INRIA/CITI) étaient sur place, soutenus virtuellement par les autres membres de l’équipe, composée de membres des tutelles INSA Lyon, CPE Lyon, INRIA et Lyon1, restés en France. Ils racontent.

Considérée comme l’une des plus grandes compétitions pour robots de service autonomes, la RoboCup@Home vise à développer des technologies de robotique d’assistance pour des applications domestiques. En lice dans la ligue « standard » où les compétiteurs utilisent des robots commerciaux, c’est le modèle Pepper qui prête ses services à l’équipe LyonTech.

« La compétition commence par une phase de préparation intense de deux jours. Notre robot est d’abord inspecté par les arbitres et doit montrer ses capacités de navigation autonome et d’interaction homme-robot. Pour préparer les épreuves, nous prenons des photos de l’appartement dans lequel Pepper devra évoluer et nous effectuons un scan 2D pour déterminer l’emplacement des obstacles statiques », explique Benoit Renault. 

Les épreuves de la compétition se composent de différents scénarios à accomplir. Le robot « réceptionniste » a pour rôle d’accueillir les invités à l’entrée de l’appartement, d'obtenir leur nom et boisson favorite, et de les guider jusqu’au salon pour les présenter à leur hôte et invités potentiellement présents. 
« Pour cette première situation, nous devons faire naviguer le robot, lui apprendre à connaître et reconnaître des humains en les associant à des identités. Mais malheureusement, ça n’est pas l’épreuve qui nous a le plus avantagé. Tout ne s’est pas déroulé comme nous l’espérions malgré nos nuits courtes et nos soirées de code intensives ! Notre robot a mis du temps à récupérer les images et les analyser. Le temps nous filait entre les doigts », poursuit le doctorant. 

L’équipe LyonTech se concentre alors sur la seconde épreuve, intitulée « take out the garbage ».
« Il s’agit pour le robot d’identifier les poubelles de l’appartement, les récupérer par les anses dans un contenant fermé et sortir de l’appartement pour les jeter à l’endroit prévu. Mais mauvaise surprise au moment de l’épreuve ; les sacs n’avaient plus de anses et étaient plus lourds qu’annoncé !  Nous étions dépités et notre préparation ne suffisait pas : Pepper a lâché le sac à chaque essai », ajoute Vincent Le Doze.

Après plusieurs jours de compétition, c’est finalement le 4^e jour qui s’annonce salvateur pour l’équipe lyonnaise. 
« La veille, on nous avait annoncé que nous avions droit à deux essais supplémentaires pour chaque scénario. Mais le jour même, le personnel de nettoyage avait pris les sacs de l’épreuve « take out the garbage » pour de vrais détritus ! Les sacs ont alors été changés, avec des anses cette fois-ci. Il nous a fallu changer les codes vingt minutes avant l’essai, la pression était forte. Nous retenions notre souffle et lorsque Pepper a passé la porte et posé le sac à l’endroit donné, les cris de joie étaient de mise : nous étions troisième de notre ligue ! », dit Benoit.

La RoboCup@Home s’est enfin clôturée sur le RoboCup Symposium, une conférence scientifique permettant à l'équipe Chroma du CITI (INSA/INRIA) de mettre en avant leurs apports auprès de la communauté.
« Nous venions avec deux articles. L’un rédigé par Jacques Saraydaryan, Raphaël Leber et Fabrice Jumel, restés en France, et un autre écrit par moi-même et mes directeurs de thèse, Olivier Simonin et Jacques, portant sur les premiers fruits de ma recherche doctorale. Le papier de mes collègues a reçu le Best Scientific Paper Award : c’est une magnifique récompense pour le travail de notre équipe ! », conclut le doctorant. 

En 2016, l’INSA Lyon accueillait dans les bureaux du laboratoire CITI-INSA Lyon, « Pepper » (SoftBank Robotics), un robot humanoïde d’intérieur aux capacités mécatroniques et de perception de haute performance. Son arrivée au sein de l’équipe CHROMA avait suscité une volonté de participer à la RoboCup@Home, organisée à Montréal en juin 2018.
Retour sur la prometteuse participation de l’équipe LyonTech composée de chercheurs et d’ingénieurs de l’INSA Lyon, CPE Lyon et l’Université Lyon 1.

Une équipe LyonTech made in La Doua
C’est en mettant à profit leurs compétences et expertises que les sept membres de l’équipe LyonTech se sont hissés jusqu’aux phases finales de la compétition. Fabrice Jumel, Raphael Leber, Eric Lombardi, Laetitia Matignon, Jacques Saraydaryan, Olivier Simonin et Christian Wolf se sont placés en 5^e position de la RoboCup@Home 2018, suivant de très près l’équipe lauréate de l’année précédente. 

Afin de renforcer le peloton et dans la continuité de la participation à la RoboCup@Home, un étudiant de l’INSA vient de rejoindre l’équipe de chercheurs et d’ingénieurs made in La Doua : Benoît Renault débutera sa thèse à la rentrée en lien avec la compétition de robot la plus spectaculaire du monde.

« Une dynamique RoboCup Pepper s’est lancée au sein de l’équipe CHROMA, et entre l’INSA Lyon et CPE Lyon. Pepper est aussi une plateforme parfaite pour faire le lien entre la recherche et les étudiants. Je l’utilise lors de mes cours de robotique pour le plus grand bonheur des élèves-ingénieurs », déclare Olivier Simonin, professeur au département Télécommunications, Services et Usages de l’INSA Lyon.

Une compétition de robots internationale 
La RoboCup met originellement en compétition des robots footballeurs et depuis quelques années, des « leagues » se sont créées, illustrant la diversité de la robotique actuelle.

« Imaginez… plus de 4.000 robots déployés et 3.500 compétiteurs ! La RoboCup est un événement colossal qui attire 40.000 visiteurs grand public. On y trouve des robots footballeurs, des robots sauveteurs, des robots manufacturiers ou encore des robots d’aide à domicile. C’est un vrai moment de challenge, d’échange et de fête », indique Olivier Simonin, également responsable de l’équipe CHROMA. 

L’équipe LyonTech, la seule équipe française de la compétition qualifiée pour la RoboCup@Home, a ainsi concouru dans la league « RoboCup Pepper » qui correspond précisément aux travaux de recherche menés par CHROMA sur la robotique de service.

Une semaine de compétition intense en situation réelle
La league RoboCup@Home vise à développer une technologie robotique d’assistance pour des applications domestiques. L’évaluation consiste à tester les capacités et les performances de chaque robot dans un univers réaliste et non-standardisé. Navigation autonome, identification des objets environnants et des personnes, dialogue homme-robot, réalisation de tâches de services ou suivi d’un humain en mouvement : chaque Pepper est évalué par un jury composé de chercheurs roboticiens et informaticiens. 

« Les deux premiers jours de la compétition sont intenses car il s’agit d’une phase de préparation dédiée à la cartographie de l’environnement et à un travail d’apprentissage pour la reconnaissance des objets (fondé sur du DeepLearning) pour le robot. Une fois les ultimes tests effectués, on appuie sur le bouton start, et on laisse Pepper opérer. » 

L’équipe LyonTech se qualifie ainsi pour la seconde partie de la compétition qui consiste à placer le robot en situation inconnue dans un environnement qu’il explore pendant l’épreuve. 

« La RoboCup a été pour nous une occasion d’exploiter et tester les avancées de nos recherches. C’était un contexte très stimulant et intense. La cerise sur le gâteau a été de présenter une publication de nos recherches lors du symposium international qui a eu lieu le dernier jour de l’événement. C’est une reconnaissance et une belle valorisation de nos travaux. »

Les résultats très encourageants de cette première participation témoignent d’un travail d’équipe de qualité, d’une complémentarité et d’un esprit de groupe qui a de l’avenir. Revenue « boostée et motivée par cette expérience », l’équipe LyonTech espère toucher les sponsors pour la compétition 2019 à Sydney, en Australie. 

Pour approfondir : L'intelligence artificielle - IA - au coeur de l'enjeu "information et société numérique" de l'INSA Lyon, le numéro n°7 du Magazine #57 traite de l'intelligence artificielle.



 

Après des mois d’attente, le robot Pepper a fait son entrée à l’INSA Lyon pour la plus grande satisfaction de l’école et de tous ceux qui pourront travailler sur des problématiques d’Intelligence Artificielle grâce à ce robot humanoïde d’intérieur.

Il n’a pas encore été baptisé mais fait déjà beaucoup parler de lui. Le robot Pepper d’1,21 mètre et de 28 kg, au design soigné et aux multiples fonctionnalités est arrivé à l’INSA Lyon et plus précisément au département Télécommunication, Services et Usages (TC). C’est dans le laboratoire CITI (Centre d'Innovation en Télécommunications et Intégration de Service), et plus spécialement avec l’équipe CHROMA (INSA Lyon – Inria) qu’il va faire ses premiers pas et permettre d’explorer diverses problématiques de l’Intelligence Artificielle.

Acquérir Pepper va ainsi permettre de répondre à plusieurs objectifs, à commencer par intégrer cet humanoïde dans l’option « Robotique Embarquée » que peuvent suivre les élèves de 5^e année en TC. Il va également participer à l’activité recherche de l’équipe CHROMA et du laboratoire CITI sur la robotique de services et des robots connectés.

« L’enjeu pour nous est de travailler sur la navigation autonome des robots mobiles en environnement humain très dense. Comment détecter les humains, comment naviguer en toute sécurité et réaliser des tâches dans un environnement très dynamique et incertain, comment se connecter et coopérer avec les autres robots présents dans cet environnement : ce sont les problématiques sur lesquelles nous allons pouvoir avancer avec Pepper » précise Olivier Simonin, créateur et responsable de l’équipe CHROMA.

Dans la ligne de mire de cette équipe de chercheurs : la robocup@home avec Pepper. Lancée en juillet 2016 par la Robocup, cette ligue standard Pepper a pour intérêt de servir de benchmark scientifique pour les équipes de recherche qui travaillent sur la robotique de service. Un formidable réseau pour CHROMA, dont l’activité correspond en tous points aux enjeux de cette compétition.

« Nous souhaitons monter une équipe INSA pour participer à la robocup@home de 2018 organisée au Canada. Ce sera pour nous l’occasion de valider les travaux menés dans l’équipe CHROMA parce que cette compétition propose de relever des challenges qui correspondent précisément à des recherches que l’on mène » précise Olivier Simonin, ravi de pouvoir prétendre à ces nouveaux défis de la robotique.

Quand au nouveau robot venu, dont la recherche du prénom a déjà commencé, la prise de marques se fait avec précaution. Le modèle Pepper, conçu à Paris par la société franco-japonaise ALDEBARAN Softbank Robotics, possède 12 heures d’autonomie, des capacités mécatroniques et de perception de haute performance. Il a la particularité de ne pas être bipède mais de se déplacer sur 3 roues sphériques, d’être équipé d’un ensemble de capteurs sur tout le corps, de caméras et de lasers unidirectionnels pour détecter les obstacles. Une interface tactile fixée sur son buste, des micros et des enceintes, permettent d’interagir directement avec lui, en complément des connexions wifi et réseau. 17 000 euros auront été nécessaires à son acquisition, investis par la Direction de l’INSA Lyon, Formation et Recherche, le département TC, le laboratoire CITI et l’équipe CHROMA-Inria.

Pour approfondir : L'intelligence artificielle - IA - au coeur de l'enjeu "information et société numérique" de l'INSA Lyon, le numéro n°7 du Magazine #57 traite de l'intelligence artificielle.